БСЭ. Большая Советская Энциклопедия (МЕ)

K _1Cи вязкость разрушения

При этом процесс разрушения рассматривается во времени и показатели K _1C( G _1C) относятся к тому критическому моменту, когда нарушается устойчивое развитие трещины; трещина становится неустойчивой и распространяется самопроизвольно, когда энергия, необходимая для увеличения её длины, меньше энергии упругой деформации, поступающей к вершине трещины из соседних упруго напряжённых зон металла.

  При назначении толщины образца tи размеров трещины 2 l _трисходят из следующего требования

  Коэффициент интенсивности напряжений Кучитывает не только значение нагрузки, но и длину движущейся трещины:

(l учитывает геометрию трещины и образца), выражается в кгс/мм ^3/2или Мн/м ^3/2.По K _1Cили G _1Cможно судить о склонности конструкционных материалов к хрупкому разрушению в условиях эксплуатации.

  Для оценки качества металла весьма распространены испытания на ударный о изгиб призматических образцов, имеющих на одной стороне надрез. При этом оценивают (в кгсЧ м/см ²или Мдж/м ²) -работу деформации и разрушения образца, условно отнесённую к поперечному сечению в месте надреза. Широкое распространение получили испытания на ударный изгиб образцов с искусственно полученной в основании надреза трещиной усталости. Работа разрушения таких образцов а _тунаходится в целом в удовлетворительном соответствии с такой характеристикой разрушения, как K _1C, и ещё лучше с отношением

  Временна'я зависимость прочности.С увеличением времени действия нагрузки сопротивление пластической деформации и сопротивление разрушению понижаются. При комнатной температуре у металлов это становится особенно заметным при воздействии коррозионной (коррозия под напряжением) или др. активной (эффект Ребиндера) среды. При высоких температурах наблюдается явление , т. е. прироста пластической деформации с течением времени при постоянном напряжении ( рис. 4 , а). Сопротивление металлов ползучести оценивают условным пределом ползучести - чаще всего напряжением, при котором пластическая деформация за 100 чдостигает 0,2 %, и обозначают его s _0,2/100. Чем выше температура t, тем сильнее выражено явление ползучести и тем больше снижается во времени сопротивление разрушению металла ( рис. 4 , б) .Последнее свойство характеризуют т. н. пределом длительной прочности, т. е. напряжением, которое при данной температуре вызывает разрушение материала за заданное время (например, s ^t ₁₀₀, s ^t ₁₀₀₀и т. д.). У полимерных материалов температурно-временная зависимость прочности и деформации выражена сильнее, чем у металлов. При нагреве пластмасс наблюдается высокоэластическая обратимая деформация; начиная с некоторой более высокой температуры развивается необратимая деформация, связанная с переходом материала в вязкотекучее состояние. С ползучестью связано и др. важное механическое свойство материалов - склонность к релаксации напряжений, т. е. к постепенному падению напряжения в условиях, когда общая (упругая и пластическая) деформация сохраняет постоянную заданную величину (например, в затянутых болтах). Релаксация напряжений обусловлена увеличением доли пластической составляющей общей деформации и уменьшением её упругой части.

  Если на металл действует нагрузка, периодически меняющаяся по какому-либо закону (например, синусоидальному), то с увеличением числа циклов Nнагрузки его прочность уменьшается ( рис. 4 , в) - металл «устаёт». Для конструкционной стали такое падение прочности наблюдается до N= (2-5) Ч10 ⁶циклов. В соответствии с этим говорят о пределе усталости конструкционной стали, понимая под ним обычно амплитуду напряжения

ниже которой сталь при повторно-переменной нагрузке не разрушается. При |s _min| = |s _max| предел усталости обозначают символом s _-1. Кривые усталости алюминиевых, титановых и магниевых сплавов обычно не имеют горизонтального участка, поэтому сопротивление усталости этих сплавов характеризуют т. н. ограниченными (соответствующими заданному N) пределами усталости. Сопротивление усталости зависит также от частоты приложения нагрузки. Сопротивление материалов в условиях низкой частоты и высоких значений повторной нагрузки (медленная, или малоцикловая, усталость) не связано однозначно с пределами усталости. В отличие от статической нагрузки, при повторно-переменных нагрузках всегда проявляется чувствительность к надрезу, т. е. предел усталости при наличии надреза ниже предела усталости гладкого образца. Для удобства чувствительность к надрезу при усталости выражают отношением

характеризует асимметрию цикла). В процессе уставания можно выделить период, предшествующий образованию очага усталостного разрушения, и следующий за ним, иногда довольно длительный, период развития трещины усталости. Чем медленнее развивается трещина, тем надёжнее работает материал в конструкции. Скорость развития трещины усталости dl/dNсвязывают с коэффициентом интенсивности напряжений степенной функцией:

  Различают сопротивление термической усталости, когда появляющиеся в материале напряжения обусловлены тем, что в силу тех или иных причин, например из-за формы детали или условий её закрепления, возникающие при циклическом изменении температуры тепловые перемещения не могут быть реализованы. Сопротивление термической усталости зависит и от многих других свойств материала - коэффициентов линейного расширения и температуропроводности, модуля упругости, предела упругости и др.

  Лит.:Давиденков Н. Н., Динамические испытания металлов, 2 изд., Л. - М., 1936; Ратнер С. И., Разрушение при повторных нагрузках, М., 1959; Серенсен С. В., Когаев В. П., Шнейдерович Р. М., Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность, 2 изд., М., 1963; Прикладные вопросы вязкости разрушения, пер. с англ., М., 1968; Фридман Я. Б., Механические свойства металлов, 3 изд., М., 1974; Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов, под ред. А. Т. Туманова, т. 2, М., 1974.

  С. И. Кишкина.

Рис. 4. Изменение механических свойств конструкционных материалов в функции времени (или числа циклов).

Рис. 3. Образец со специально созданной в вершине надреза трещиной усталости для определения K _1C. Испытания на внецентренное (а) и осевое (б) растяжение.

Рис. 1. Схемы деформации при разных способах нагружения: а - растяжение, б - сжатие, в - изгиб, г - кручение (пунктиром показана начальная форма образцов).

Рис. 2. Типичная диаграмма деформации при растяжении конструкционных металлов.

Механические связи

Механи'ческие свя'зи,ограничения, налагаемые на положение или движение механической системы. См. .

Механические ткани растений

Механи'ческие тка'ни расте'ний,арматура растений, стереометрическая система тканей, обеспечивающих прочность растений, т. е. их способность противостоять воздействию статических (например, сила тяжести) и динамических (например, порывы ветра) нагрузок. К М. т. р. относятся: , , , во вторичной коре - , а в древесине - . К М. т. р. иногда относят некоторые покровные ткани, толстостенные трахеиды, располагающиеся в поздних годичных слоях хвойных и выполняющие наряду со своей основной функцией также и механическую. Тонкостенные, нежные ткани также играют механическую роль, если находятся в состоянии ; они заполняют пространство между М. т. р. и тем самым увеличивают прочность растения. Выполнение основных функций М. т. р. обеспечивается сильными утолщениями клеточных оболочек, прочной связью клеток друг с другом, большой упругостью оболочек, а также и характером распределения М. т. в растении. По упругости и прочности при растяжении М. т. р. (например, склеренхима) близки к стали, мало уступают по упругости каучуку, а по способности противостоять динамическим нагрузкам без деформаций значительно превосходят сталь. Начало систематическому изучению М. т. р. было положено нем. ботаником С. Шведенером (1874), а в России - В. Ф. Раздорским (с 1912), создавшим теорию осуществления строительно-механических принципов в строении растений. Раздорский рассматривает растение и его органы не как конструкции, статически сопротивляющиеся внешним механическим воздействиям (как полагал Шведенер), а как динамическую систему живого организма, меняющуюся в зависимости от внешних условий. Механические ткани травянистых растений образуют сетку («каркас»), часть их тяжей проходит наклонно; сплетение тканей, перегородки в узлах полых стеблей, кожица и сросшиеся с ней периферические части обеспечивают особую прочность стебля. Во вторичной коре древесных растений арматурная сетка состоит из тяжей и пластинок лубяных механических волокон и склереид. В древесине тяжи либриформа армируют основную массу сосудов и трахеид. На М. т. р. влияют условия среды, например у растений, живущих в воде, они развиты очень слабо. Мощность М. т. р. повышается с увеличением интенсивности освещения, влажности почвы, а также с понижением влажности воздуха.

  Лит.:Раздорский В. Ф., Анатомия растений, М., 1949; его же, Архитектоника растений, М., 1955.

  О. Н. Чистякова.

Механический состав почвы

Механи'ческий соста'в по'чвы,гранулометрический состав почвы, содержание в почве элементарных (неагрегированных) частиц различного размера. Обычно М. с. п. выражают в процентах к весу абсолютно сухой почвы. Подробнее см. .

Механический эквивалент света

Механи'ческий эквивале'нт све'та,отношение , принадлежащего к видимой области спектра, к создаваемому этим излучением . Понятие М. э. с. применяется обычно к . М. э. с. является функцией длины волны света l; функция, обратная М. э. с. - отношение светового потока к потоку излучения, - называется излучения (или спектральной чувствительностью среднего глаза, световым эквивалентом мощности, видностью излучения). Своё наименьшее значение, равное 0,00147 вт/лм,М. э. с. принимает при l = 555 нм(спектральная чувствительность глаза при этой длине волны максимальна).

Механический эквивалент теплоты

Механи'ческий эквивале'нт теплоты',количество работы, эквивалентное единице количества переданной в процессе теплообмена теплоты ( или килокалории). Понятие М. э. т. возникло в связи с тем, что исторически механическую работу и количество теплоты измеряли в разных единицах. С установлением эквивалентности механической работы и теплоты (Ю. Р. , 1842, см. ) были осуществлены тщательные измерения М. э. т. (Дж. в 1843-78, шведский учёный Э. Эдмунд в 1865, американский физик Г. Роуланд в 1879 и др.). Результаты измерений показали, что 1 ккал= 426,9 кгсЧ м.В (СИ) нет необходимости пользоваться понятием М. э. т., в этой системе принята одна единица для измерения как работы, так и количества переданной теплоты - . 1 дж= 0,239 кал= 0,102 кгсЧ м.

Механическое фортепьяно

Механи'ческое фортепья'но,фортепьяно с вмонтированным или приставным устройством для игры без участия пианиста. М. ф. известны под названием «фонола», «вельте-миньон», «пианола» и др. В конструкциях конца 19 - начала 20 вв. клавиши, управляемые при помощи перфорированных бумажных лент (т. н. механические нотные ролики), приводятся в действие от сложной пневматической системы с ножным или электрическим приводом. Перфорация лент является своеобразной нотной записью. Почти на всех инструментах подобного типа можно играть, как на обычном фортепьяно. С распространением граммофона и магнитофона М. ф. вышли из употребления.

Механогидравлическая машина

Механогидравли'ческая маши'на,агрегат для добычи полезных ископаемых и проходки горных выработок с подачей напорной воды в зону разрушения. М. м. впервые предложена в СССР (1948). Различают 4 вида М. м. - с механическим разрушающим органом, органом в виде тонких струй (давлением 5-50 Мн/м ²для разрушения угля и 50-200 Мн/м ²для породы), импульсным (300-1000 Мн/м ²) и комбинированным (механическим и гидравлическим) органом. М. м. состоит из исполнительного органа, ходовой части, системы водоснабжения и гидравлического управления; перемещение отбитого материала из забоя, как правило, осуществляется безнапорным гидротранспортом. Основные преимущества М. м. - отсутствие в призабойном пространстве электрической энергии и полное пылеподавление. Наиболее перспективны М. м. с комбинированным рабочим органом. Работы по созданию и усовершенствованию М. м. ведутся в СССР, ПНР, США, Канаде, Великобритании, Японии, ФРГ.

  М. Н. Маркус.

Механокалорический эффект

Механокалори'ческий эффе'кт,наблюдается в жидком гелии ниже температуры перехода в сверхтекучее состояние (ниже 2,19 К): при вытекании гелия из сосуда через узкий капилляр или щель (~ 1 мкм) остающийся в сосуде гелий нагревается. М. э. был открыт в 1939 английскимиё физиками Д. Г. Доунтом и К. Мендельсоном; эффект получил объяснение на основе квантовой теории . Обратное явление - течение гелия, вызванное подводом теплоты, называется термомеханическим эффектом. Подробнее см. .

Механоламаркизм

Механоламарки'зм,одно из направлений .

Механорецепторы

Механореце'пторы,окончания чувствительных нервных волокон, воспринимающие различные механические раздражения, действующие извне, из внешней среды, или возникающие во внутренние органах. Одни М., называемые тактильными и сосредоточенные в наружных покровах животных и человека, воспринимают прикосновение. Другие М., называемые прессо-, волюмо- или , находятся в стенках кровеносных сосудов, сердца, полых гладкомышечных органов; они реагируют на растяжение вследствие повышения давления крови, скопления газов в желудке или кишечнике и др. Так же реагируют на растяжение при сокращении или расслаблении скелетных мышц т. н. - М., заложенные в мышечно-суставном аппарате. На ускорения, вибрации, наклон тела или головы залпами нервных импульсов отвечают М. - вестибулорецепторы. Специфические особенности раздражения кодируются в М. частотой и ритмом возникающей в них импульсации.

  Лит.см. при ст. .

Механострикция

Механостри'кция(от греч. mechanikуs - механический и лат. strictio - сжатие, натягивание), деформация, возникающая в ферро-, ферри- и антиферромагнитных образцах при наложении механических напряжений, изменяющих магнитное состояние образцов. М. является следствием ; даже в отсутствие внешнего магнитного поля механические напряжения вызывают в образце процессы смещения границ магнитных и вращения векторов их самопроизвольной намагниченности, что приводит к изменению размеров образца. При наличии М. деформация (например, удлинение) образца оказывается непропорциональной напряжению, т. е. наблюдается отклонение от .

  Лит.:Белов К. П., Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнетиках, 2 изд., М., 1957.

Механотерапия

Механотерапи'я(от греч. mechane - машина и ), метод лечения, состоящий в выполнении физических упражнений на аппаратах, специально сконструированных для развития движений в отдельных суставах. Основоположником врачебной М. был шведский врач Г. Цандер (1835-1920). Использование аппаратов различных систем обосновано биомеханикой движений в суставах. При М. движения строго локализованы применительно к тому или иному суставу или группе мышц. Аппараты снабжены сопротивлением (грузом), увеличивая или уменьшая которое, изменяют нагрузку на сустав. При помощи особых устройств можно изменять скорость ритмически производимых движений. Проведение упражнений характеризуется автоматизированностью движений, при этом исключается координирующее влияние центральной нервной системы. Метод М. не имеет самостоятельного значения и применяется в преимущественно как дополнительное воздействие на отдельные участки опорно-двигательной системы.

  Лит.:Аникин М. М., Варшавер Г. С., Основы физиотерапии, 2 изд., М., 1950; Мошков В. Н., Общие основы лечебной физкультуры, 3 изд., М., 1963; Каптелин А. Ф., Восстановительное лечение (лечебная физкультура, массаж и трудотерапия) при травмах и деформациях опорно-двигательного аппарата, М., 1969.

  В. Н. Мошков.

Механотрон

Механотро'н, , управление силой электронного или ионного тока в котором производится непосредственным механическим перемещением его электродов. М. предназначены для преобразования механических величин в электрические и широко применяются в качестве датчиков (преобразователей) при измерении малых перемещений - от 0,01 до 100 мкми усилий - от 1 мкндо 1 н( рис. , а), давлений от 0,1 н/м ²до 1 Мн/м ²( рис. , б), ускорений от 0,001 до 100 м/сек ²,вибраций с частотами до 10 кгц( рис. , в) и т.д. Характерная особенность М. - один или несколько подвижных электродов, перемещением которых (например, анода) относительно неподвижного катода изменяются величина и конфигурация электрического поля между электродами, что изменяет силу анодного тока. Общее число электродов может составлять 2 (диод), 3 (триод) или 4 (тетрод). Распространены диодные М., которые выполняются обычно в виде сдвоенных конструкций (неподвижный катод и 2 подвижных анода) и включаются в мостовые измерительные схемы (см. ). Основные достоинства механотронных преобразователей - высокая чувствительность по току (до 7 а/сму диодных М.) и по напряжению (до 25 кв/сму триодных М.), высокая стабильность и надёжность показаний, простота конструкций и схем включения, небольшие габаритные размеры и масса.

  Лит.:Берлин Г. С., Электронные приборы с механически управляемыми электродами, М., 1971.

  Г. С. Берлин.

Основные виды механотронов: а - для измерения перемещений и усилий; б - для измерения давлений; в - для измерения ускорений и вибраций. А - подвижный анод; К - неподвижный катод; Б - баллон; М - гибкая мембрана (или сильфон), с которой жестко связан анод; С - впаянный в мембрану управляющий стержень; П - плоская пружина; ИМ - инерционная масса, укрепленная на подвижном электроде. Стрелками показано направление воздействия механического сигнала: перемещения (a), усилия (g), давления ( p), ускорения (w).

Механохимия полимеров

Механохи'мия полиме'ров,раздел науки о полимерах, изучающий химические превращения, которые происходят в полимерных телах под действием механических сил. Энергия механических воздействий на полимерные материалы при их переработке оказывается достаточной для разрыва химических связей в макромолекулах. Даже в мягких условиях переработки развиваемые напряжения значительно превосходят прочность связи С-С [энергия этой связи равна (4,8-5,5) Ч10 ^-12 эрг,или (4,8-5,5) Ч10 ^-19 дж] .

 Разрыв макромолекулы в поле механических сил - механодеструкция - сопровождается возникновением свободных радикалов, способных активизировать и инициировать в определённых условиях химические процессы. Возникновение макрорадикалов наблюдается, например, при дроблении, вальцевании, действии ультразвука и пр. Уменьшение энергии химических связей в полимерных цепях в результате увеличения межатомных расстояний под действием механических напряжений может также активировать процессы окисления, термической, химической и др. видов .

  Механодеструкция сопровождается значительным изменением всего комплекса физико-химических свойств полимера - уменьшением молекулярной массы, появлением новых функциональных групп, изменением растворимости, возникновением системы пространственных связей и т.д. Наряду с этим механическое воздействие на системы из нескольких полимеров или полимера и мономеров позволяет осуществить синтез новых полимеров, блоки привитых сополимеров (механо-синтез) в результате взаимодействия макрорадикалов различного строения друг с другом или с мономерами.

  Механохимические превращения используются для направленного изменения свойств полимеров (пластикация каучуков), получения новых полимерных материалов (ударопрочные полистирол и поливинилхлорид), для восстановления пространственных структур (регенерация вулканизатов). В то же время механохимические явления во многом способствуют развитию процессов утомления и разрушения полимерных тел, а эти процессы определяют возможность эксплуатации изделий из полимерных материалов. Поэтому большое значение имеет стабилизация полимеров, особенно при длительных циклических нагрузках (с этой целью, например, в рецептуры резиновых смесей вводят противоутомители).

  Лит.:Симионеску К., Опреа К., Механохимия высокомолекулярных соединений., пер. с рум., М., 1970; Барамбойм Н. К., Механохимия высокомолекулярных соединений, 2 изд., М., 1971.

  М. Л. Кербер.

Механохория

Механохори'я(от греч. mechane - машина, орудие и chorйo - иду, продвигаюсь), распространение семян в результате разбрасывания их вскрывающимися плодами. М. свойственна жёлтой акации (см. ), , и др. растениям, зрелые плоды которых, внезапно вскрываясь (растрескиваясь, лопаясь), с силой разбрасывают семена.

Мехединци

Мехеди'нци(Mehedinti), уезд на Ю.-З. Румынии. Площадь 4,9 тыс. км ².Население 318 тыс. человек (1970). Административный центр - г. Турну-Северин.

Мехелен

Ме'хелен,Малин (флам. Mechelen, франц. Malines), город в Бельгии, в провинции Антверпен, на р. Диль и канале. 65,6 тыс. жителей (1971). Речной порт и ж.-д. узел. Значительное текстильное, ковровое и старинное кружевное производство; металлообработка и машиностроение (главным образом транспортное), химическая, мебельная, пищевая промышленность.

  Исторический центр М. составили аббатство Синт-Ромбаутс (основан до 912) и площадь Гроте-маркт. Город сохранил средневековую радиально-кольцевую планировку внутри городских стен (в 19 в. заменены кольцом бульваров). Памятники готики: собор Синт-Ромбаутскерк (с 1217; неоконченные башни - 1452-1578, строители - мастера из семейства Келдерманс), всемирно известный своим колокольным («малиновым») звоном; ратуша (состоит из бывших суконных рядов, 1320-26, и бывшего дворца Большого совета, 1530-34, архитектор Р. Келдерманс); дворец Маргариты Австрийской (ныне Дворец юстиции; 1507-26, архитектор Р. Келдерманс и Г. де Борегар). Жилые дома 16 в. (каноника Бюслейдена, ныне Городской музей, 1503-07, и др.).

  Лит.:Doorslaer F. van, Mechliniana, dl 1-2, Mechelen, 1906-34.

Мехелен. Вид города с собором Синт-Ромбаутскерк (13-16 вв.).

Мехелин Леопольд (Лео) Генрих Станислав

Ме'хелин(Mechelin) Леопольд (Лео) Генрих Станислав (24.11.1839, Фредериксхамн, - 26.1.1914, Хельсинки), финляндский политический и государственный деятель. По происхождению швед. В 1874-82 профессор права и экономических наук в университете Хельсинки. В 1872, 1877-78, 1882, 1885, 1899-1904 депутат сословного сейма. В 1882-90 член сената (правительства) Великого княжества Финляндского, ведал вопросами финансов, торговли и промышленности. В 1893-1903 директор и председатель правления банка в Хельсинки. С конца 90-х гг. лидер буржазного либерального движения, выступавшего с позиций пассивного сопротивления политике рус. царизма. В декабре 1905 назначен Николаем II вице-председателем финляндского сената, составленного из представителей либерального крыла финляндской буржуазии. В 1908 ушёл в отставку. В 1910-13 депутат сейма от т. н. Партии финляндских конституционалистов (основана в 1902). М. принадлежат многочисленные труды по истории государственного права Финляндии и о правовом положении Финляндии в составе Российской империи.

  Соч. в рус. пер.: К вопросу о финляндской автономии и основных законах, Берлин, 1903; Разногласия по русско-финляндским вопросам, СПБ, 1908.

Мехикали

Мехика'ли(Mexicali), город на С.-З. Мексики, на границе с США; административный центр штата Нижняя Калифорния. 390,4 тыс. жителей (1970). Транспортный узел. Центр района орошаемого земледелия (хлопчатник, пшеница, помидоры, масличные). Хлопкоочистительная, пищевая, металлообрабатывающая промышленность.